第27卷第3期 2005年6月 (自然科学版) (Nalural Science) Vo1.27,No.3 Jun.2005 文章编号:1000—2642(2005)03—0334—05 贵州雷公山秃杉种群生态学研究 李性苑 ’ ,李旭光 ,李东平 (1.西南帅抱大学生命科学院,重庆400715;2.贵州黔东南民族师范高等专科学校生物科学技术系,贵州凯里 400715) 556000;3.三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆摘要:对贵州秃杉(Taiwaniaflousiana Gaussen)集中分布地——雷公山自然保护区,采用空间序列代替时间序列的方 法,从种群的环境奈件、大小级结构和静态生命表的生存分析等方面,研究该种群的动态特点。结论如下:(1)雷公山秃 杉种群,在林下光线好,人为扰动小的环境条件下,幼苗储备量丰富,种群为迅速增长种群。群落郁闭时,幼年个体及 成年个体的被压木死亡。(2)秃杉种群静态生命表的生存分析表明,在种群的生活史中,各径级的生存与死亡、死亡密 度与危险率2种函数都存在前期波动大后期趋于比较稳定的特点。幼年阶段存在明显的自疏和他疏现象。(3)人为干 扰和种群的生物学特性使得种群结构出现明显的断代现象,因此应加强自然保护。 关键词:秃杉;种群结构;静态生命表。 文献标识码:A 中图分类号:Q 948.1 RESEARCH OF THE POPULATION ECOLOGY OF 7 , Ⅳz4儿D S M GAUSSEN IN LEIGONG MOUNTAINS GUIZHOU LI Xing—ymm。· LI Xu—guang。·¨LI Dong—ping (1.Faculty of Life Science-Southwest China Normal University-Chongqing 4007 15-China-2.Department f oifLe ciSence and Technolo- gY-Southeast Guizhou Nationalities Teachers College-Kaili-Guizhou 556000-China;3.Key Laboratory of the Three—Gorges Reservoir Region ̄Eco—Environment(Ministry of Education)。Chongqing 4007 15。China) Abstract:The dynamic characters f oenvironmentla conditions-size structure and survival naalysis of the static hfe table f oTaiwania ftou— s/ana Gaussen population were studied by using spatial series of the time series analysis method in its extensive distribution area— Leigong Mountmns Nature Reserve.The seedlings of the species were found to be abundant in the understorey with adequate illumination light and low human disturbance-and its population Was expanding rapily.Idn close canopy-however-juvenile nd aadult trees were liblae to be suppressed and die.Survival analysis of the static life tble oaf the population showed that in the life history of the population.the death density and risk functions were both characterized by sharp fluctuation in the earlier stages and relative stability in the later stages. Human disturbance and the biological characteristics of he poputlation led to a break in the population structure.Therefore.it is essential to reinforce nature conservation. Key words:Taiwania lousfiana Gaussen;population structure;static life tblae 秃杉(Taiwaniaflousiana Gaussen)属杉科杉 属,其起源古老,是第三纪古热带植物区系的孑遗种, 为世界上稀有的珍贵树种…,在国家公布的首批珍 稀濒危保护植物中,被列为2级保护的濒危植物 。 对秃杉的研究主要有雷公山秃杉林群落学研究 分类学 、引种、育种 、 等方面的研究,但对其种群 收稿日期:2005—01—05 基金项目:国家自然科学基金资助项目(39570130) 作者简介:李性苑(1969一),女,河南唐河人,贵州黔东南民族师范高等专科学校讲师,从事植物生态学研究。 ·为通讯作者 维普资讯 http://www.cqvip.com
第27卷第3期 李性苑等 贵州雷公山秃杉种群生态学研究 335 结构、种群生态位 的研究等方面尚未有综合性的 报道。本文在对雷公山自然保护区内秃杉的群落进 行野外调查的基础上,采用空间序列代替时间序列的 所有不足胸高的林木看作是第0径级的林木,统计其 个体数。于是,第1径级胸高直径0~10 cm(包括10 cm,以下类推),第2径级10~20 cm,……,依次类 研究方法,从秃杉的大小级结构和静态生命表的生存 分析等方面,研究了雷公山秃杉种群的大小级结构和 种群动态。 推,并统计各径级个体数。并将数据标准化。统计 时,忽略极少数被压木。 . 生存分析函数估计量计算公式如下: 生存率函数估计量公式:S :P ·P ……P ;累 计死亡率函数估计量公式:F :1一S ; ^ ^ ^ ^ 1研究区自然概况 雷公山自然保护区位于贵州省东南部黔东南州 境内,秃杉林分布地理位置为北纬26。20 25”~26。 25 00”,东经108。12 ~108。20 ,主要分布在雷公山 东南面斜坡中部800~1 300 m之间的沟谷两侧,而 死亡密度函数估计量公式: A旦; n ,‘ ^ 危险率函数估计量公式:AAA 集中分布在雷山县的格头村、方祥村;剑河县的昂英 村、昂宿村、桥水村;榕江县的小丹江等地 。 分布区气候为亚热带季风气候,具有温暖湿润, 雨量充沛,雨雾日多,光照少的特点。雷公山年平均 温为14.3 ̄C,7月均温23.5 ̄C,1月均温3.6 ̄C,大于 IO ̄C的活动积温4 1IO ̄C,大于IO ̄C的天数为197 d, i:— ;psA 和Ag分 hi(1+Pi) 别表示:i区间存活频率,生存率和死亡率;h 表示第 54 3 2 O 9 8 7 6 54 3 2 O i径级的胸径间隔 m 。 l样地1 样地2 ’样地3 『样地4 ’样地5 lplot 1 plot 2 1 plot 3 l plot 4 plot 5 1 凝冻约20 d;年降雨量1 400 mm以上,其中4—9月 较为集中,降雨量为1 100 mm。占全年降雨总量的 l __‘ 79%;10—3月偏少,降雨量340 mm。 分布区内深厚的土壤、温暖的气候、充沛的雨量、 云雾多、凝冻少,沟谷地带的山坡凹部是秃杉适生的 ^ 二 l 重要条件。 JL l 。1 2研究方法 2.1样地调查 0 25 50 75 0 25 50 75 0 25 50 75 0 25 50 75 0 25 50 75 1O0 大小级百分比Size ratio 图1 秃杉种群的大小级结构 Fig 1 The size structure of Taiwania flo.siano C.almsen in 5 plos 在雷公山秃杉相对集中的地区设置5个样地。 调查面积共计12 000 m 。记录样地的海拔高度、坡 度、坡向等综合特征(表1)。每个样地再划分10 m ×10 m的小样方,用相邻格子法进行每木调查,记录 每个样方内所有乔木的种名、胸径、冠幅和枝下高,对 秃杉幼苗幼树逐一记录其基径和高度。 2.2生命表的编制及生存分析 编制生命表以10 cm胸径间隔划分胸径级 ],将 3研究结果与分析 3.1秃杉大小级结构 本文用大小级(径级)结构分析秃杉的种群结 构¨ ,图1是5个样地秃杉种群的大小级结构图。 横轴表示大小级百分比,纵轴表示大小级。 表1 秃杉调查样地的基本概况 Table 1 The environmental condition of the plots 山桥水 白 卵 见干帮 扁 常绿阔叶林 常绿阔叶林 针阔混交林 针阔混交林 3 50o l 50o 2 50o 2 50o l l3O l 020 35 45 40 50 无 明明明 显 显 l l3O l l3O 维普资讯 http://www.cqvip.com
336 西 南 农 业 大 学 学 报 (自然科学版) 2005年6月 由图1可见,样地1为疏林地,人为扰动较少,林 代替年龄级的静态生命表,表内各参数根据样地1和 样地2野外实测结果,并将数据标准化计算。表2省 略样地内出现的大树,因断层距离间隔大出现负值, 但不影响静态生命表的编制。综合样地情况表2和 表3能够反映秃杉种群的生存规律,表2反映直径在 50 cm以下的个体生存和死亡的情况。由表2可知 样地1种群天然更新良好,种群的增长呈典型的金字 下光线好,幼苗萌发更新良好,在50 cm以下的个体 比例呈金字塔结构。样地2远离村寨,秃杉集中分布 在直径60~120 cm,缺少60 cm以下个体。灌木层主 要是箭竹,盖度高达95%,林下郁闭枯枝落叶层厚, 种子不易与地面接触,秃杉喜光喜湿不耐荫蔽的生物 学特性是造成这种情况的主要原因。样地3,4,5坡 度大,位于村寨附近,大树稀少,幼苗储备量丰富,调 查发现样地3,4,5在秃杉种子成熟季节,由于地形的 塔型。表3样地2没有直径在60 cm以下的个体,而 60 cm以上的个体呈典型的金字塔型。根据表2、表 3可知,秃杉种群个体的存活数随径级的增加而逐渐 降低,数量变化比较平稳;生命期望也随着径级的增 加而降低。不同的环境条件下秃杉种群死亡高峰出 现在不同的径级,样地1出现在1径级。样地2无幼 影响易形成槽子风,将种子吹向坡顶,幼苗则分布在 距母树上方10~50 m的范围。5个样地都有断层现 象,群落中都存在一定数量的老年个体。 3.2秃杉静态生命表 选用样地1和样地2的种群数据编制静态生命 苗幼树,当秃杉进入7径级时,成年个体数量变化比 较稳定。 表,因为这2个样地的金字塔结构比较典型,而样地 3,4,5年龄级断层比较明显。表2和表3是以径级 表2秃杉种群静态生命表./plot 1 Table 1 The Static life table of Taiwania lfousiana Gaussen population in Leigong mountain./plot 1 维普资讯 http://www.cqvip.com
第27卷第3期 李性苑等 贵州雷公山秃杉种群生态学研究 337 0.035 0.030 0.O25 0.020 髫o.015 0.010 0.005 0.0o0 0.005 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 l1 12 大小级 图2死亡密度函数曲线 Fig 2 rhe function curve of maortality density 一样地1 plot 1 ●样地2 plot 2 3.3秃杉种群生存分析 图2和图3是与表2和表3相对应的种群死亡 密度函数和危险率函数曲线图。死亡率函数曲线反 映了不同环境条件下秃杉种群死亡率的动态变化。 样地1,0~4径级个体数量波动大,1径级死亡率最 高,危险率最高;3径级死亡率最低,危险率也相应降 低,以后数量保持稳定。样地2,数量波动变化相对 稳定,危险率函数曲线的波动也比较平稳。 3.4秃杉种群动态特点 在疏林林下光线较好和人为干扰比较小的情况 小,秃杉种群的各年龄段呈现典型的金字塔型,种群 的增长基本符合逻辑斯谛增长规律。当群落郁闭时, 种子萌发差,幼年个体成活率低,成年个体被压木大 量死亡,造成60 cm以下的个体基本没有,种群增长 呈倒金字塔型。秃杉幼苗丰富与秃杉种群分布的地 形和更新有关,秃杉主要是飞籽更新、无萌芽更新。 秃杉种群增长过程出现的断代现象,与种群本身的生 物学特性和人为砍伐造成不清楚的干扰有关,如病虫 害等引起的死亡。阳含熙,范兆飞等对红松种群、水 曲柳、蒙古栎、兴安落叶松等的研究中发现,其种群具 有断层现象表现为浪潮式更新方式,由竞争引起的自 然稀疏,为幼苗在林窗更新创造了条件 ,但秃杉 是否为浪潮式更新有待于进一步研究。 4结论与讨论 4.1雷公山秃杉种群,在林下光线好,人为扰动小的 环境条件下,幼苗储备量丰富,种群为迅速增长种群。 群落郁闭时,幼年个体及成年个体的被压木大量死 亡。 4.2秃杉种群静态生命表的生存分析表明,在种群 的生活史中,各径级的生存与死亡,死亡密度与危险 僻 大小级 图3危险率函数曲线 Fig 3 The function CUrve of hazard rate 一样地1 plot 1 ●样地2 p10l 2 率2种函数都存在前期波动大后期趋于比较稳定的 特点。幼年阶段存在明显的自疏和他疏现象。 4.3人为干扰和种群的生物学特性使种群结构出现 明显的断代现象,因此应加强自然保护。本文仅仅涉 及秃杉的种群结构和种群动态的研究,对于分布格 局、种间协变等方面将进一步研究,拟在为秃杉的天 然更新和保护利用提供理论依据。 致谢:贵州雷公山自然保护区张旋,陈继军等 同志;贵州黔东南州林业科学研究所郭玉明,王定江, 龙舞等同志参加调查工作,在此表示感谢。 参考文献: [1] 傅立国,金鉴明.中国植物红皮书一稀有濒危植物(第 册)[M].北京:科学出版社,1991:152—153 [2] 于永福.中国野生植物保护工作的里程碑:国家重点保 护野生植物名录(第一批)[J].生态学报,1999,(5):3 11 [3] 邱显权,吴述渊,龙开湖.贵州省雷公山秃杉林的初步研 究[J].植物生态与地植物学丛刊,1984,(4):264—278 [4]郭玉明,邱显权,张爱萍.雷公山秃杉林[A].雷公山自 然保护区科学考察文集[c].贵阳:贵州人民出版社, 1989:237—248 [5]于永福.杉科植物的分类学研究[J].植物研究,1994, (4):369—384 [6] 王孜昌.秃杉在贵州自然生长与引种栽培研究[J].贵 州林业科技,1995,(1):8—13 [7] 洪菊生,潘志刚,施行博,等.秃杉的引种与栽培研究 [J].林业科技通讯,1997,(1):16—19 [8] 魏志琴,李旭光,郝云庆.珍稀濒危植物群落主要种群 生态位特征研究[J].西南农业大学学报,2004,26(1): 1—4 . [9]S D雷坦,G L A费赖伊.生态学野外及实验室手册 维普资讯 http://www.cqvip.com
338 西 南 农 业 大 学 学 报 (自然科学版) 2005年6月 (上接第333页) 3 小结 采用气相色谱法分析甘蓝中锐劲特的残留动态, 样品添加回收率在87.79%~98.45%之间,变异系 数符合要求,该方法具有准确、迅速,选择性好,组分 间分离效果好、灵敏度高等优点。 2种处理剂量,锐劲特在甘蓝中的降解率基本一 致,在高施药区的半衰期为2.75 d,低施药区为2.87 d。施药2周后残留量小于0.04 mg/kg(降解率> 95%),低于美国允许锐劲特在蔬菜上的最高残留 量。由此确定,锐劲特在甘蓝上的安全间隔期为14 d 左右。 药剂,发生氧化反应生成MB 46136,还原反应生成 MB 45950。 参考文献: [1] 柏再苏.锐劲特及其代谢和光降解产物的毒性综述 [J].现代农药,2003,3(2)1—3 [2]黄士忠.农药多组分残留气相色谱分析法[M].北京:中 国科技出版社,1991 [3] C L Fletcher.Polyehlorinated Dibenyo—P—Dioxins (PCDs)and Dibenyofurans(PCDFs)in the Aquatic Envi— ronment a Literature Review[J].Chemosphere,1993,26 (6):1 041—1 069 般情况下,锐劲特施用后,能够迅速进入植物 [4] 周培,陆贻通,吴银良,等.新型杀虫剂锐劲特在水稻 体内,基本不发生光解反应,然而在本研究中却检出 了大量光解产物MB 46513。究其原因,可能是在甘 上的残留动态研究[J].农业环境保护,2001,20(5)360 362 蓝生长期,叶表有一层较厚的蜡质,锐劲特短时间不 易进入甘蓝,加之施药时天气晴朗,光照较强,锐劲特 存叶表面被迅速光解生成MB 46513。进入甘蓝内的 [5] 朱国念,吴金涛,刘乾开,等.氟虫腈在模拟稻田生态系 统中降解途径的研究[J].农药学学报,2000,2(2)52— 56
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